專利名稱：熱法煉鎂的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種金屬的生產(chǎn)方法，尤其涉及一種熱法煉鎂的方法。
背景技術：
當今工業(yè)生產(chǎn)除電解法煉鎂外，熱法煉鎂主要采用硅熱法，即以煅燒白云石為原料、以 硅鐵為還原劑，在1200。C一126(TC左右溫度下的高溫、高真空(1-13Pa)的條件下進行還原 反應制取金屬鎂，這就是硅熱法煉鎂。該方法生產(chǎn)中生產(chǎn)每噸金屬鎂約需硅鐵(Si>75%) 1.2噸，硅鐵中硅元素的利用率在65-70%， MgO的還原效率在76%左右。釆用該方法煉鎂， 還原溫度高、能耗大、生產(chǎn)效率低。此外，每生產(chǎn)l噸金屬鎂同時生產(chǎn)5.5-6噸工業(yè)廢渣， 其渣主要成分CaO. SiO、 MgO、 SiFe,另外還有鐵酸鹽(nCaO. mFe20)、鋁酸鹽(nCaO. mAL203、 CaO. AL203.Si02)等，無利用價值，造成工業(yè)固廢環(huán)境污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種還原溫度低、能耗小、生產(chǎn)效率高且環(huán)保的熱法煉 鎂的方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案 一種熱法煉鎂的方法，包括以下步驟
(1) 白云石經(jīng)回轉窯115(TC 120(TC煅燒后，經(jīng)球磨機磨成粒度小于100目；其中白 云石的化學成分為(重量百分比含量)灼減量46 47%， MgO: 19 24%， CaO: 29 33%，其 余為雜質；
鋁硅合金磨成粒度小于100目的細粉，其中鋁硅合金的重量百分比為A144 50%， Si45% 55%，其余為雜質；
(2) 按重量百分比取上述煅后白云石83% 86%、上述鋁硅合金細粉14% 17%,混合物 料經(jīng)20 MPa壓力制成球團后裝入還原罐中，在還原溫度105CTC 116(TC下進行7 9小時還 原，制得金屬鎂。 .
本發(fā)明還提供了另外一種熱法煉鎂的方法，包括以下步驟(1) 白云石、菱鎂礦分別經(jīng)回轉窯115(TC 120(TC煅燒后，經(jīng)球磨機磨成粒度小于100 目；其中白云石的化學成分為(重量百分比含量)灼減量46 47%, MgO: 19 24%， CaO: 29 33%，其余為雜質；
菱鎂礦的化學成分為(重量百分比含量)MgO: 45.2 47.2%， CaO 0. 2 3%， Si02 0. 2.0%，灼減量50. 1 52.0%，其余為雜質；
鋁硅合金磨成粒度小于100目的細粉,其中鋁硅合金的重量百分比為A144 50%，Si45% 55%，其余為雜質；
(2) 按重量百分比取上述菱鎂礦6 8%、煅后白云石75 77%、鋁硅合金16 18%，混 合物料經(jīng)20MPa壓力制成球團后裝入還原罐中，在還原溫度105(TC 116(TC下進行7 9小 時還原，制得金屬鎂。
在原料中添加部分菱鎂礦，可以減少配料中CaO的重量，從而減少廢渣產(chǎn)量。 本發(fā)明熱法煉鎂的方法，其中所述鋁硅合金的重量百分比優(yōu)選為A144% 48%， Si50% 55%，其余為雜質。
本發(fā)明熱法煉鎂的方法，其中所述還原溫度為109(TC 111(TC。 本發(fā)明用鋁硅合金作為還原劑還原金屬鎂的化學反應式如下 21Mg0(s) + 12CaO(s) + 14A1(1) = 21Mg(g) + 12CaO. 7Al203(s) 2MgO(s) + 2CaO(s) + Si(l) = 2Mg(g) + 2CaOSi02(s) 本發(fā)明熱法煉鎂的方法與現(xiàn)有硅熱法相比，具有以下優(yōu)點
(1) 原料采用煅燒白云石附加菱鎂礦，提高MgO的回收率，減少配料中CaO的重量， 從而減少廢渣量。
(2) 還原劑鋁硅合金中鋁和硅的利用率可達到95%以上，還原效率提高到90%以上， 減少了 CaO、 MgO的用量；
(3) 還原溫度降低100°C—150°C,既延長了還原罐使用壽命又降低了還原能耗。
(4) 由于鋁的活性比硅的活性大，且硅鋁合金熔點低(1050°C),用鋁硅還原鎂發(fā)生的 反應為固液反應，反應速度快，還原時間縮短了20%，生產(chǎn)效率提高了30%;
(5) 硅鋁合金還原所得工業(yè)廢渣中渣鐵含量小于10%,其主要成分為鋁酸鈣和硅酸鈣， 可用做高鋁水泥的熟料，從而實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，環(huán)保衛(wèi)生。
具體實施例方式
4本發(fā)明原料中白云石可釆用山西鑫順地區(qū)的白云石，其化學成分為(重量百分比含量):
灼減量46 47M，Mg0: 19 24%，CaO: 29 33%， Si02 <0. 5%， Fe203 < 0. 5%， Na20<0. 005%, K20《0.005% ， Mn<0. 0005%。
鋁硅合金采用工業(yè)化鋁硅合金。
菱鎂礦可采用遼寧海城的菱鎂礦，化學成分為(重量百分比含量)MgO: 45.2 47.2%， Ca0 0.2 3%， Si02 0 . 2 2.0%，灼減量50.1 52. 0% ，其余為金屬氧化物雜質； 實施例1
(1) 白云石經(jīng)回轉窯1150。C煅燒45分鐘后，經(jīng)球磨機磨成粒度小于IOO目，其中白 云石的成分為灼減量46.12%, MgO: 20.56%， CaO:32. 78%，其余為雜質；
工業(yè)鋁硅合金先經(jīng)鄂破機粉碎成20mm的顆粒，再經(jīng)雷蒙機磨制成粒度小于100目的細 粉，其中鋁硅合金的重量百分比為A145.34M， Si52.46%， Fel. 5%及其他雜質；
(2) 取煅后白云石4.68噸(占85.2%)，鋁硅合金細粉0. 81噸(14.8%)，混合后用高 壓壓球機經(jīng)20 MPa壓力制成球團后裝入還原罐中，在還原溫度105(TC下進行7小時還原， 制得金屬鎂。
產(chǎn)后統(tǒng)計還原1噸金屬鎂需合金810Kg，煅白4680 Kg。用硅鐵還原需煅白5600 Kg。 減少了煅白的用量。
所得鎂中雜質百分比含量為Al: 0.019 Si: 0.019 Fe: 0.0032 Mn: 0.013 Ca: 0.0019Ni: 0.00008;完全符合質量標準。 實施例2
(1) 白云石經(jīng)回轉窯118(TC煅燒50分鐘后，經(jīng)球磨機磨成粒度小于100目；其 中白云石的成分為灼減量46.45%， MgO: 23.13%, Ca0:29.65%,其余為雜質;
鋁硅合金先經(jīng)鄂破機粉碎成20mm的顆粒，再經(jīng)雷蒙機磨制成粒度小于100目的細粉， 其中鋁硅合金的重量百分比為A149. 15%， Si47. 12， Fe3. 2%及其他雜質；
(2) 取煅后白云石4.41噸(83.52%)，鋁硅合金細粉0. 87噸(16.48%)，混合物料用 高壓壓球機經(jīng)20 MPa壓力制成球團后裝入還原罐中，在還原溫度IIOO'C下進行8小時還原， 制得金屬鎂。
所得鎂中雜質百分比含量為Al: 0.018 Si: 0.018 Fe: 0.0030 Mn: 0.012 Ca: 0.0017 Ni: 0.00008;完全符合質量標準。實施例3
(1) 白云石、菱鎂礦分別經(jīng)回轉窯120(TC煅燒55分鐘后，經(jīng)球磨機磨成粒度小于100 目；其中白云石的成分為灼減量46.89%， MgO: 19.97%， Ca0:32.23%,其余為雜質；
菱鎂礦的成分為MgO: 45.2, Ca0 2.9%， Si02 1.5%，灼減量50.1%; 鋁硅合金先經(jīng)鄂破機粉碎成20mm的顆粒，再經(jīng)雷蒙機磨制成粒度小于100目的細粉， 其中鋁硅合金的重量百分比為A144.34呢，Si53. 12%， Fe2. 1%及其他雜質；
(2) 取菱鎂礦0. 23噸(6. 82%)、煅后白云石2. 54噸(75 . 3790、鋁硅合金0. 6噸(17. 8%)， 混合物料用高壓壓球機經(jīng)20 MPa壓力制成球團后裝入還原罐中，在還原溫度116(TC下進行 9小時還原，制得金屬鎂。 '
所得鎂中雜質百分比含量為Al: 0.019 Si: 0.018 Fe: 0.0033 Mn: 0.013 Ca: 0.0018 Ni: 0.00007;完全符合質量標準。 實施例4
(1) 白云石、菱鎂礦分別經(jīng)回轉窯117(TC煅燒80分鐘后，經(jīng)球磨機磨成粒度小于100 目；其中白云石的成分為灼減量46.43%, MgO: 22.86%， Ca0:29.78%，其余為雜質;
菱鎂礦的成分為MgO: 47.1， CaO 0.3%， Si02 0.5%,灼減量51.8%; 鋁硅合金先經(jīng)鄂破機粉碎成20mm的顆粒，再經(jīng)雷蒙機磨制成粒度小于100目的細粉， 其中鋁硅合金的重量百分比為A152.45%, Si44.28%， Fe2. 6%及其他雜質；
(2) 取菱鎂礦0. 53噸(7. 85%)、煅后白云石5. 15噸(76. 3%)、鋁硅合金1. 07噸(15. 85%)， 混合物料用高壓壓球機經(jīng)20 MPa壓力制成球團后裝入還原罐中，在還原溫度113(TC下進行 8小時還原，制得金屬鎂。
所得鎂中雜質百分比含量為Al: 0.019 Si: 0.018 Fe: 0,0032 Mn: 0.013 Ca: 0.0018 Ni: 0.00008;完全符合質量標準。
以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行 限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的 各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求
1、一種熱法煉鎂的方法，其特征在于包括以下步驟(1)白云石經(jīng)回轉窯1150℃～1200℃煅燒后，經(jīng)球磨機磨成粒度小于100目，其中白云石的化學成分為(重量百分比含量)灼減量46～47％，MgO19～24％，CaO29～33％，其余為雜質；鋁硅合金磨成粒度小于100目的細粉，其中鋁硅合金的重量百分比為Al44～50％，Si45％～55％，其余為雜質；(2)按重量百分比取上述煅后白云石83％～86％、上述鋁硅合金細粉14％～17％，混合物料經(jīng)20MPa壓力制成球團后裝入還原罐中，在還原溫度1050℃～1160℃下進行7～9小時還原，制得金屬鎂。
2、 根據(jù)權利要求1所述的熱法煉鎂的方法，其特征在于所述鋁硅合金的重量百分比 為八144% 48%， Si50% 55%，其余為雜質。
3、 根據(jù)權利要求2所述的熱法煉鎂的方法，其特征在于所述還原溫度為1090'C 1110。C。
4、 一種熱法煉鎂的方法，其特征在于包括以下步驟-(1) 白云石、菱鎂礦分別經(jīng)回轉窯115(TC 120(TC煅燒后，經(jīng)球磨機磨成粒度小于100 目，其中白云石的化學成分為(重量百分比含量)灼減量46 47%， MgO: 19 2鄉(xiāng)，CaO: 29 33%，其余為雜質；菱鎂礦的化學成分為(重量百分比含量)MgO: 45.2 47.2%， Ca0 0.2 3%， Si02 0. 2 2.0%，灼減量50. 1 52.0%，其余為雜質；鋁硅合金磨成粒度小于100目的細粉，其中鋁硅合金的重量百分比為A144 50%， Si45% 55%，其余為雜質；(2) 按重量百分比取上述菱鎂礦6 8%、煅后白云石75 77%、鋁硅合金16 18%，混 合物料經(jīng)20 MPa壓力制成球團后裝入還原罐中，在還原溫度1050。C 1160。C下進行7 9小 時還原，制得金屬鎂。
5、 根據(jù)權利要求4所述的熱法煉鎂的方法，其特征在于所述鋁硅合金的重量百分比 為八144% 48%, Si50% 55%，其余為雜質。
6、 根據(jù)權利要求5所述的熱法煉鎂的方法，其特征在于所述還原溫度為1090°C 1110。C。
全文摘要
一種熱法煉鎂的方法，包括以下步驟(1)白云石、菱鎂礦分別經(jīng)回轉窯1150℃～1200℃煅燒后，磨成粒度小于100目；白云石的化學成分為(重量百分比含量)灼減量46～47％，MgO19～21％，CaO30～33％，其余為雜質；菱鎂礦的化學成分為(重量百分比含量)MgO45.2～47.2％，CaO 0.2～3％，SiO₂ 0.2～2.0％，灼減量50.1～52.0％，其余為雜質；鋁硅合金磨成粒度小于100目的細粉，鋁硅合金的重量百分比為Al 44～50％，Si 45％～55％，其余為雜質；(2)按重量百分比取上述煅后白云石83％～86％、上述鋁硅合金細粉14％～17％，混合物料經(jīng)20MPa壓力制成球團后裝入還原罐中，在還原溫度1050℃～1160℃下進行7～9小時還原，制得鎂。本發(fā)明熱法煉鎂的方法還原溫度低、能耗小、生產(chǎn)效率高且環(huán)保。
文檔編號C22B26/00GK101597696SQ20091015757
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月14日 優(yōu)先權日2009年7月14日
發(fā)明者劉迎忠, 康朝陽, 峰 王, 高國卿 申請人:登封電廠集團鋁合金有限公司